作者：Frank
众所周知，I/O完成端口(IOCP)是目前性能最好的一种I/O模型。其大体的思路如下：在程序处理的过程中，阻塞类型的操作有很多，如(Socket Send/Recv), 磁盘读写，外部硬件接口（如打印机，扫描仪）等；以往的模型在处理阻塞事件时，为了提高程序在阻塞同时的并发性，经常使用多线程，这样就有很多可调度的线程并行在系统中，OS内核会花费大量的时间在线程的Context切换中，线程本身工作处理的时间会很少（可称工作饱和度很低），极端的情况下线程切换的时间甚至可能会大于本身线程的运行周期。
IOCP模型是windows提供的一种阻塞事件异步处理的模型，应用程序可以根据CPU的核数预先开N个线程，存储在线程池中。然后将所有的I/O请求都投递到一个完成端口上，与此同时N个工作线程逐一地从完成端口中读取完成的阻塞事件并加以处理，这样就极大程度的提高了线程的工作饱和度。
目前在性能上号称数倍优于Apache的服务器模型nginx，其实使用的也是这种机制，只是windows内部支持完成端口，而linux的支持为epool，所有的请求简化为阻塞操作和非阻塞操作，所有需要阻塞请求的部分全部由epool触发相应事件，非阻塞（处理耗时短）部分用主线程一直执行，直到遇到阻塞部分就停止，交由阻塞部分监听异步完成事件，这样就构成了nginx中的事件驱动模型。
平时讨论的比较多的是网络服务模型，即在server端使用IOCP管理socket链接，其实IOCP是可以应用于所有支持异步执行的阻塞操作中，下面介绍一个用来监测文件状态的实例：
应用场景之一：很多网盘应用提供同步功能，由于大家时常进行本地文件和网盘文件的upload/download操作，这样很不方便，设定同步功能可以自动将其关联，实现文件的实时更新，用户也体验大大提高。
代码使用VS2008实现，提供一个cFileUpdateChecker类，可以指定监测路径，每当其路径发生变化都会获取到通知事件，如copy, paste, create, remove, renaming, property modification等等，使用Windows API : ReadDirectoryChangesW的异步方式进行监测，所有请求有IOCP方式处理。
被观察文件的结构定义：
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typedef struct directory_info { HANDLE hDir; CHAR szDirName[260]; CHAR szBuffer[4096]; DWORD dwBufLength; OVERLAPPED Overlapped; // 此处需要定义overlapp结构 }DIRECTORY_INFO, *LPDIRECTORY_INFO; #define DIRECTORY_PATH L"C://TestFolder" |
实现观察的具体类定义：
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class cFileUpdateChecker { public: cFileUpdateChecker():hThread(NULL), dwThread(0), hComp(NULL), pdir(NULL) {} ~cFileUpdateChecker() { if (hThread) CloseHandle(hThread); if (hComp) CloseHandle(hComp); if (pdir) { PostQueuedCompletionStatus(hComp, 0, NULL, NULL); CloseHandle(pdir->hDir); HeapFree(GetProcessHeap(), 0, pdir); } }
// 定义IOCP的工作线程 static DWORD WINAPI ThreadFunc(void* p) { cFileUpdateChecker* pHost = (cFileUpdateChecker*)p;
LPDIRECTORY_INFO lpdir = NULL; DWORD nbytes; LPOVERLAPPED lpOverlapped = NULL; PFILE_NOTIFY_INFORMATION fni = NULL; DWORD wait = 1000;
while (true) { BOOL bRet = GetQueuedCompletionStatus(pHost->hComp, &nbytes, (PULONG_PTR)&lpdir, &lpOverlapped, wait); if ( FALSE == bRet && NULL == lpOverlapped && NULL != pHost->hComp ) { wait = INFINITE; continue; } else { if (lpdir) { fni = (PFILE_NOTIFY_INFORMATION)lpdir->szBuffer;
switch(fni->Action) { case FILE_ACTION_ADDED: //The file was added to the directory. break; case FILE_ACTION_REMOVED: //The file was removed from the directory. break; case FILE_ACTION_MODIFIED: //The file was modified. This can be a change in the time stamp or attributes. break; case FILE_ACTION_RENAMED_OLD_NAME: //The file was renamed and this is the old name. break; case FILE_ACTION_RENAMED_NEW_NAME: //The file was renamed and this is the new name. break; default: break; }
ZeroMemory(&(pHost->pdir->Overlapped), sizeof(OVERLAPPED)); ZeroMemory(pHost->pdir->szBuffer, 4096); ZeroMemory(pHost->pdir->szDirName, 260);
ReadDirectoryChangesW(pHost->pdir->hDir, pHost->pdir->szBuffer, sizeof(pHost->pdir->szBuffer), TRUE, FILE_NOTIFY_CHANGE_FILE_NAME | FILE_NOTIFY_CHANGE_DIR_NAME | FILE_NOTIFY_CHANGE_ATTRIBUTES | FILE_NOTIFY_CHANGE_SIZE |
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